Materiales y diseño de PCB para alta tensión

Al crear una PCB para polarización de CC de alto voltaje, los estándares y las precauciones se vuelven mucho más estrictos. Los materiales de PCB de alto voltaje y el diseño para la prevención de arcos aseguran que el producto final sea seguro y funcional. Evite mayores costos y peligros teniendo en cuenta estos materiales de PCB y consejos de diseño.

Materiales PCB para alta tensión

Los materiales utilizados en el diseño de PCB de alto voltaje deben mantener su máximo rendimiento tanto en entornos regulares como en eventos de sobretensión a medida que envejecen. Considere los siguientes materiales para los componentes principales de su PCB:

• Material del tablero: Al elegir materiales para su PCB, debe priorizar la placa en sí. Proporciona una base para el resto de la funcionalidad de la placa de circuito impreso, así que evalúe todos los factores en su diseño antes de ordenar el material. El laminado FR4 ofrece una ruptura dieléctrica muy alta, pero también tiene una estructura de borde débil y vulnerabilidad a la contaminación. El epoxi BT brinda buena resistencia en todos los sentidos, pero solo se adapta a aplicaciones selectas debido a sus fuertes paredes laterales. Los laminados de alto voltaje tienen un rendimiento muy alto pero también precios elevados.
• Cobre:​​ El cobre utilizado para crear las vías de su PCB debe tener un peso lo suficientemente pesado como para soportar altas corrientes y estrés mecánico. El PCB debe incluir circuitos y materiales de cobre pesados ​​(4-10 oz) o extremos (10-50 oz).
• Resina y vidrio: Si bien técnicamente no es un componente importante de PCB, los niveles de resina y vidrio en su placa influirán en su durabilidad en situaciones de alto voltaje. Una placa con un alto contenido de resina y un estilo de vidrio pequeño ofrecen las mejores propiedades dieléctricas.

Para determinar si un material proporcionará suficiente aislamiento para sobrevivir a una polarización de CC de alto voltaje, investigue su índice de seguimiento comparativo (CTI). El CTI de un material indica el voltaje al que comienza a descomponerse en una prueba estandarizada. Las empresas que fabrican laminados de PCB comparten las cifras de CTI de sus productos en las hojas de datos. Los números de CTI vienen en seis categorías de 0 (>600 V) a 5 (<100 V), y la Categoría 5 expresa el nivel más bajo de aislamiento. Los estándares de la industria como IEC-60950-1 e IPC-2221 también mencionan los materiales recomendados para PCB de alto voltaje.

Recuerda que además de utilizar un material apto para entornos de alta tensión, debes buscar una opción que pueda hacer frente a otros factores ambientales. Una PCB con altos estándares de aislamiento también podría requerir materiales que tengan éxito en aplicaciones de alto vacío o alta presión.

Consejos de diseño de PCB de alto voltaje

Una vez que elija los materiales de su PCB, su fabricante debe seguir los principios de diseño que aumentan su idoneidad para la polarización de CC de alto voltaje, como:

• Crear un acabado de superficie suave para minimizar la posibilidad de arcos
• Seguir las normas de seguridad para el espaciado
• Reducción de las rebabas en los bordes de la placa después del fresado
• Evitar las esquinas afiladas en los trazados y el diseño de los pads

Líquido libre frente a fuga en PCB

Los PCB tienen requisitos de espacio reducido medidos en fuga y espacio libre. En entornos de alto voltaje, se puede formar fácilmente un arco entre dos de los elementos conductores de la PCB. El espaciado correcto de los componentes reduce el riesgo de que se produzca un arco. El espacio libre y la fuga determinan este espacio. El espacio libre se refiere a la distancia a través del aire entre dos conductores. Si dos elementos conductores no tienen suficiente espacio libre, un evento de sobretensión puede causar un arco entre ellos. La fuga también representa la distancia entre dos conductores, pero en la superficie del material en lugar de a través del aire. La fuga adecuada garantiza que los componentes de la placa no se llenen demasiado.

Aplicaciones de alto voltaje

Más industrias de las que cree requieren PCB que soporten alto voltaje. Condiciones como la baja presión de aire hacen que los voltajes se disparen a una velocidad mayor, por lo que algunas aplicaciones que no usan inmediatamente una corriente alta aún necesitan una PCB con un buen diseño. Los clientes necesitan estos PCB para aplicaciones que involucran:

• Naves espaciales y otros equipos espaciales
• Aviones de gran altitud
• Láseres de alta tecnología
• Fuentes de alimentación para colisionadores de partículas

Los PCB que funcionan en aplicaciones de alto voltaje impulsan las tecnologías más innovadoras disponibles en la actualidad. Ingenieros, científicos e investigadores utilizan esta tecnología para mejorar nuestra comprensión de la forma en que funciona el mundo y para desarrollar tecnología aún más avanzada. Cuando crea un producto con una PCB de alto voltaje, contribuye a los campos STEM de vanguardia.

Más información sobre PCB

Para obtener más información sobre los materiales utilizados para crear PCB, contáctenos en línea. Los miembros de nuestro equipo entienden los procesos detrás de la producción y el suministro de PCB y pueden indicarle el producto o servicio que necesita para su proyecto. También suministramos PCB en una amplia gama de materiales para numerosas aplicaciones. Llame al 717-558-5975 para hablar con nuestro equipo de atención al cliente sobre cualquier tema relacionado con PCB.